郝永剛

（山西省水利水電勘測設計研究院 太原 030024）

1 工程概況

守口堡水庫位于山西省陽高縣西北部邊緣的黑水河上，屬?。?）型水庫，工程等別為Ⅲ等，主要建筑物為3級，次要建筑物為4級。擬建壩型為混凝土重力壩，設計壩高64.9 m，設計庫容964.00萬m3，正常蓄水位相對高程240 m.水電站設計裝機容量300 kW.

2 壩址工程地質(zhì)條件

壩址區(qū)河谷寬約220.0 m，地面相對高程204～210 m，河水位相對高程205.0 m左右。覆蓋層為Q4pal卵石混合土，厚度6.5～19.8 m，局部夾有細砂透鏡體。下伏基巖為含輝石斜長角閃巖，局部為黑云二長片麻巖，粒狀變晶結構。兩岸為基巖山坡，自然坡度30°～60°，左岸坡腳處分布有第四系坡洪積碎石混合土，基巖為輝石斜長角閃巖（圖1）。

圖1 壩軸線剖面示意圖

壩基巖層片理產(chǎn)狀：N80°W/SW∠32°，傾向右岸下游方向，受動力變質(zhì)及混合巖化作用，層面不甚發(fā)育。巖體節(jié)理裂隙較發(fā)育，主要發(fā)育四組：①組 N35～45°W/NE∠70～85°，②組 N10～25°E/SE 或 NW∠50～70°，③組 N70～80°W/NE∠30～80°，④組 N65～75°E/NW∠60～70°，其中①組、②組裂隙面多平直粗糙，延伸較長，一般大于5 m，多巖屑泥質(zhì)充填，③組、④組裂隙面多起伏粗糙，延伸一般2～5 m，無充填或泥鈣質(zhì)充填。

壩基強風化層巖體破碎，為碎裂結構～散體結構，巖體裂隙發(fā)育，采取率及RQD值均較小，厚1～5 m.弱風化巖體完整性差，為碎裂結構～次塊結構，巖體裂隙較發(fā)育，局部存在破碎帶，導致采取率及RQD值偏低，厚4～9 m.微風化巖體巖芯采取率較高，但其RQD值并不大，主要是因為壩基巖體中裂隙分布不均，存在一定范圍的裂隙密集，或因局部有黑色礦物富集的巖性較軟巖層。

壩基含輝石斜長角閃巖干密度2.74～2.86 g/cm3，平均值2.81 g/cm3，飽和抗壓強度41.4～86.0 MPa， 平 均 值63.62 MPa，屬中硬巖～堅硬巖，軟化系數(shù)0.56～0.96，平均值 0.78，泊松比 0.11～0.35，平均值 0.24，飽和變形模量 5.47×104～1.32×105MPa，平均 8.65×104MPa，飽和抗剪斷凝聚力8.31～15.5 MPa，平均值 11.7 MPa，內(nèi)摩擦角 30.4～42.5°，平均值34.2°.

壩址區(qū)地下水類型為松散巖類孔隙水和變質(zhì)巖類裂隙水，地下水由兩岸向黑水河、由上游向下游徑流排泄。地下水位隨季節(jié)變化，勘探期間地下水位埋深1.0～3.0 m.

表1 壩基巖體工程地質(zhì)分類標準表

表2 壩基巖體工程地質(zhì)分類表

3 壩基巖體工程地質(zhì)評價

3.1 壩基巖體工程地質(zhì)分類

依據(jù)《水利水電工程地質(zhì)勘察規(guī)范》（GB50487-2008）附錄Q壩基巖體工程地質(zhì)分類標準對壩基巖體進行工程地質(zhì)分類劃分，其相關劃分標準見表1.

影響壩基巖土工程地質(zhì)條件的主要因素包括：巖石飽和單軸抗壓強度、巖體結構類型、巖體完整程度、結構面發(fā)育程度及其組合等方面。本次壩基巖體工程地質(zhì)分類，依據(jù)鉆孔巖芯采取率、巖石質(zhì)量指標RQD、聲波波速、巖石飽和單軸抗壓強度等資料，劃分巖體風化程度，并對其進行RQD、聲波波速、完整性系數(shù)統(tǒng)計分析，確定壩基巖體進行工程地質(zhì)類別。壩基巖體進行工程地質(zhì)分類見表2.

3.2 壩基巖體工程地質(zhì)評價

由表1可看出，壩基強風化巖體工程地質(zhì)類別主要為BⅣ1～BⅣ2，巖體破碎，完整性差，抗滑剪強度、抗變形能力受結構面及巖塊間嵌合力較差，不宜直接做為混凝土壩基。巖體飽和抗剪斷強度指標 c′=0.30～0.35MPa，f′=0.5～0.6；混凝土與基巖接觸面的抗剪斷強度：c′=0.25～0.35MPa，f′=0.6.

壩基弱風化上部巖體工程地質(zhì)類別主要為AⅣ2～AⅢ2，巖體較破碎，完整性差，巖體分布不均，抗剪強度、抗變形能力受結構面及巖塊間嵌合能力控制，作為混凝土壩基，需做專門性地基處理。壩基巖體飽和抗剪斷強度指標c′=0.60～0.7MPa，f′=0.7～0.8；混凝土與基巖接觸面的抗剪斷強度：c′=0.5MPa，f′=0.75；混凝土與弱風化基巖抗剪強度摩擦系數(shù)f=0.50.

弱風化段下部巖體工程地質(zhì)類別主要為AⅢ2，局部地段為AⅣ1，巖體完整性較好，局部完整性差，對局部巖體進行工程處理后，適宜做為壩基建基面。壩基巖體飽和抗剪斷強度指標 c′=0.80～1.00MPa，f′=0.80～0.90；混凝土與基巖接觸面的抗剪斷強度：c′=0.60MPa，f′=0.85；混凝土與弱風化基巖抗剪強度摩擦系數(shù)f=0.60.

綜上，建議壩基建基面選取在弱風化巖層中部，壩基巖體較破碎，局部巖體風化層厚度大，建議進行固結灌漿處理。

4 結論

壩基工程巖體是一個復雜的地質(zhì)體系統(tǒng)，影響壩基巖體的因素眾多，除了巖體結構、巖體堅硬程度及巖體的完整程度外，還有地應力、地下水及工程部位等因素影響。本文主要根據(jù)《水利水電工程地質(zhì)勘察規(guī)范》（GB50487-2008）對壩基巖體進行工程地質(zhì)分類，并提出各類巖體力學參數(shù)，建議壩基建基面選取在弱風化巖層中部，壩基經(jīng)簡單處理適宜做為壩基建基面。